摘要
高超声速飞行器的发展对各国未来军事发展战略、空间技术、武器体系构建乃至整个科学技术发展有重要的推动作用，而其中的热障与黑障问题是高超声速飞行器无法避免的重大问题。 本论文以某型号高超声速滑翔导弹热环境参数计算为工程背景，进行了高超声速弹头的气动热和鞘层电子密度的研究。采用7组元20个反应的热化学模型和RAM-C飞行试验所用钝锥体弹头模型，数值模拟高超声速电离空气绕流。最终验证了热流密度分布规律，研究了电子密度沿全弹头和驻点线法向的分布，并进行了和飞行试验的对比验证。 首先，采用耦合隐式求解算法，选用结构网格法生成适合计算弹头流场的贴体网格，从气体动力学二维N-S方程出发，对再入过程中典型巡航高度60km左右进行了数值模拟。得出了热流密度、温度、压强等热环境参数的分布规律，分析结果符合气体动力学的基本规律。 其次，介绍了高超声速弹头再入时等离子鞘的形成过程及主要参数，引出鞘层中最重要的参数电子密度，进一步提出了国内外常用的降低电子密度的方法。利用Dunn-Kang化学模型对弹头电子分布和驻点法向电子密度进行了研究，并与RAM-C飞行试验比对，二者吻合良好。
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